近海填海区域已运营地铁线路的保护措施

Ｖｏｌ.２５ꎬＮｏ.７ꎬ２０１８

近海填海区域已运营地铁线路的保护措施

彭明阳

(深圳市住宅工程管理站ꎬ广东深圳５１８０００)

摘　要:随着城市化进程的不断加快和交通运营方式的多样化发展ꎬ我国大中城市交通布置网正在不断密集化ꎮ为了充分利用城市空间ꎬ满足城市功能多样性和便捷性的需求ꎬ实现综合式一体化城市ꎬ在近海填海区域已运营的地铁上方修建城市构筑物已成为必然趋势ꎬ而由此产生的深基坑开挖以及地铁保护技术将面临更多、更复杂的技术难点ꎮ既要考虑自身建设施工的需求ꎬ同时地铁保护过程中还要考虑地铁加固措施到位ꎬ确保运营地铁线路上浮变形极小ꎬ避免临海导致潮汐水位的变化对地铁产生不良影响ꎮ根据位于深圳市近海的前海市政Ⅲ标段跨越的４条已运营地铁线路上方所设计和施工采用的地基加固措施作为研究对象ꎬ对近海填海区域已运营地铁上方的地基加固措施在不同地质条件、潮汐水位影响等不利情况下的效果进行分析、研究和探讨适用性ꎮ关键词:地铁保护ꎻ近海ꎻ填海区ꎻ地基处理ꎻ潮汐水位ｄｏｉ:１０.３９６９/ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－８５５４.２０１８.０７.０３６1　工程概况

深圳市前海市政三标段双界河水廊道施工段位于深圳前海自贸区内的双界河宝安大道桥至出海口段ꎬ是深圳市南山区内前海自贸区和宝安区的分隔界河ꎮ深圳市前海市政三标段全长约９ｋｍꎮ其中双界河水廊道段全长约１.６９ｋｍꎬ水廊道起点直接连接出海口ꎬ主槽宽度３０~３５ｍꎮ该水廊道施工段内下穿越地铁１号线、５号线以及前海车辆段的左、右出入线共４条已运营地铁线路和正在盾构施工１１号地铁线ꎬ其中地铁５号线距离出海口仅５００ｍ左右ꎬ受海水潮汐涨落影响最大ꎬ地下水位变化对施工地铁保护易产生较大的不良影响ꎮ同时ꎬ地铁５号线结构轮廓线上方距离新建河道底部设计标高仅３.４８ｍꎬ施工难度大ꎬ技术要求高ꎮ

根据地勘资料显示ꎬ本工程内地铁加固段地质情况复杂ꎬ地质主要以人工填海形成ꎬ土层中含有较多大粒径的块石ꎬ同时存在有大量流塑状淤泥质黏土、流沙等不良地质ꎬ施工要求做好地铁保护ꎬ地基加固措施到位ꎬ减少挖土施工导致地铁上方卸荷影响时间ꎬ加快门式抗浮结构形成时间ꎬ有效控制地铁结构变形ꎬ保证运营地铁线路的安全ꎮ

根据设计要求ꎬ地铁保护区段要求使用门式抗浮结构加地基注浆加固方式ꎬ辅以水泥搅拌桩、高压旋喷桩止水进行地铁保护施工ꎬ控制运营地铁结构最大变形数据在１０ｍｍ以内ꎮ

各地铁线路与施工水廊道、出海口的平面及立面关系如图１、图２所示ꎮ

图１　４条运营地铁线路与双界河、临海口平面关系(有正交、斜交以及平行关系)

2　近海填海区域地铁上方地基加固处理措施

本工程主要采用门式抗浮结构盖板在近海填海区域已运

营地铁线路上方进行深基坑施工地基加固措施ꎬ原设计施工步骤为:首先结合工程地质情况ꎬ在地铁隧道周边打设单排截水

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技术与市场

２０１８年第２５卷第７期

技术应用

－２.０ｍ高程以下的隧道上部土体进行注浆加固(注浆体距离

旋喷桩ꎬ旋喷桩桩径８００ｍｍꎬ间距６５０ｍｍꎬ然后在地铁保护区内实施电渗降水ꎬ以提高隧道上方土体有效土压力ꎮ降水后ꎬ在工程原地面放坡分段开挖至地面高程１.０ｍ以上ꎬ形成临时施工平台ꎬ再在隧道两侧打设灌注桩(顶高程为－２.０ｍ)ꎬ桩顶上部采用空钻ꎬ灌注桩直径１.２ｍꎬ间距３~４ｍ(一期卸土厚度大于５.５ｍ时ꎬ间距３ｍꎻ小于５.５ｍ时ꎬ间距４ｍ)ꎬ并对

地铁隧洞按２ｍ控制)ꎬ然后进行二期放坡开挖ꎮ二期开挖至设计主槽底高程以下０.６ｍꎬ然后在灌注桩桩顶浇筑钢筋混凝土冠梁及盖板(盖板距隧洞顶２.９~６ｍ)ꎮ整条地铁线路保护区段抗浮结构施工完成后ꎬ卸除地铁线路两侧设计主槽上方的土体ꎮ

图２　４条已运营地铁线路与双界河立面空间关系

　　项目按照设计方案对地铁１号线进行试开挖施工ꎬ在开挖完第一期土方至一期临时施工平台标高＋１.０ｍ(卸土高约３.１ｍ)后ꎬ该施工段的地铁监测有明显增大趋势ꎬ地铁结构监测变形值达到峰值＋６ｍｍꎬ发生较为明显的地铁上浮迹象ꎬ项目部立即停止继续施工ꎬ并组织人员、车辆运土进行回填该区段卸荷土方ꎬ直到监测数据稳定ꎮ

针对出现上述迹象ꎬ项目组织专家、建设、设计、勘察以及监理等单位召开专题会议ꎬ研究地铁上浮原因及处理办法ꎮ会议从工程现场地质、水文情况、设计方案以及施工方法等多方面原因进行分析ꎬ考虑临海填海区域内地质情况复杂、地下水位受海水潮汐影响变化大、设计开挖方案可能存在缺陷、地铁卸荷后暴露时间长、地铁保护技术措施不及时等ꎬ对原设计地铁保护方案进行优化处理ꎮ具体优化措施如下ꎮ

进行变更ꎮ变更为:先进行抗拔灌注桩施工ꎬ再进行分期分层开挖ꎮ此处理措施是考虑该段地铁上方原有填海区覆土厚度本身较少ꎬ须减少一期开挖后因灌注桩施工工期导致地铁上方卸载时间较长而导致隧洞结构变形值增大ꎬ减少地铁因为上方深基坑开挖卸土而加固形式未能及时有效形成期间产生不稳定的因素ꎬ保证运营地铁线路的安全可靠ꎮ此优化方案虽然增加了少量空桩造价ꎬ但是对地铁保护施工却起到了良好的作用ꎬ大大缩短了地铁上方卸荷到地铁保护措施到位的暴露时间ꎬ让地铁抗浮措施尽早发挥作用ꎬ有效防止了地铁结构的上浮变形ꎮ

２)将原来的放坡开挖方案改为地铁保护区两端同时采用１)将原先一期开挖ꎬ再灌注桩施工后进行二期开挖的方案

竖井进行开挖ꎮ此处理措施主要考虑放坡开挖一方面需要增大地铁上方的土方卸载量ꎬ造成基坑加固不稳定性ꎻ另一方面放坡开挖需要施工时间相对较长ꎬ对门式抗浮结构的加固时间造成一定的延后ꎬ增加了地铁保护的不稳定性ꎮ此优化方案不仅大量减少了地铁上方的卸土量ꎬ还能适当加快地铁上方基坑开挖过程地基加固处理的时间ꎮ经实际施工确定可将原来单块地铁保护区段的施工卸土作业时间１２ｄ(不包含灌注桩施工暴露时间)缩短至８~１０ｄꎬ减少施工挖土卸荷对地铁上浮的影响ꎬ确保地铁能够尽早得到保护ꎮ

处理措施主要考虑该区域临海ꎬ早晚期间潮汐涨落导致水位变化较大ꎬ水头差变化明显ꎬ特别是邻近出海口仅５００ｍ的５号地铁线ꎬ须保证基坑开挖期间水位稳定ꎬ减少地下水对地铁上浮的影响ꎮ3　结语

本项目按照上述优化方案进行地铁保护区段施工ꎬ于２０１７年年底顺利完成所有４条已运营地铁线路保护区段内的所有施工内容ꎬ并回填土至设计要求标高ꎬ施工过程各项地铁监测数据稳定ꎮ各地铁线路累计上浮变形值均满足设计要求的１０ｍｍ内ꎬ具体为５号线:５.５ｍｍꎻ１号线:４.８ｍｍꎻ左出入线:４.１ｍｍꎻ右出入线:４.４ｍｍꎮ地铁结构变形得到有效控制ꎬ施工工期得到有效加快ꎮ此次对近海填海区域内已运营地铁线路实施的技术保护措施ꎬ结合施工过程中的监测数据和累计变形情况ꎬ确保运营地铁得到了有效保护ꎬ为类似特殊工况下的地铁保护处理措施具有很好的参考价值ꎮ

３)加密降水井布置ꎬ同时将降水井深度增加１~２倍ꎮ此

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